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机械设计试题及答案

《机械设计》试题A一、填空(每空1分,共20分)1.在疲劳曲线上,以循环基数N0为界分为两个区:当N≥N0时,为()区;当N<N0时,为()区。

2.刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗()的能力。

零件材料的弹性模量越小,其刚度就越()。

3.润滑油的()性越好,则其产生边界膜的能力就越强;()越大,则其内摩擦阻力就越大。

4.为改善润滑油在某些方面的性能,在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为()。

5.正是由于()现象,使带传动的传动比不准确。

带传动的主要失效形式为()和()。

6.蜗杆传动的主要缺点是齿面间的()很大,因此导致传动的()较低、温升较高。

7.链传动水平布置时,最好()边在上,()在下。

8.设计中,应根据被联接轴的转速、()和()选择联轴器的型号。

9.径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为();而()与()之比称为偏心率。

10.对于普通平键,考虑到载荷分布的不均匀性,双键联接的强度按()个键计算。

二、判断题(每小题1分,共10分)(正确的划“√”,错误的划“×”)1.十字滑块联轴器中的所有元件都是刚性元件,因此属于刚性联轴器。

()2.两摩擦表面的粗糙度值越小,则越容易实现液体动力润滑。

()3.在计算转轴的强度时,安全系数法比当量弯矩法更精确。

()4.相啮合的蜗杆和蜗轮的螺旋角必须大小相等,旋向相反。

()5.闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算,确定传动的几何尺寸,然后校核齿根弯曲疲劳强度。

()6.由于链传动不需要张紧力,故作用在轴上的载荷较小。

()7.正是由于过载时产生“弹性滑动”,故带传动对传动系统具有保护作用。

()8.楔键只能用于单向传动,双向传动时,必须采用两个楔键。

()9.性能等级为 6.6级的螺栓,其屈服点=600MPa。

s()10.机械零件的计算分为设计计算和校核计算,两种计算的目的都是为了防止机械零件在正常使用期限内发生失效。

()三、简答题(每小题5分,共20分)1.简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象?2.对于滚动轴承的轴系固定方式,请解释什么叫“两端固定支承”?3.简述形成稳定动压油膜的条件?4.解释名词: 滚动轴承的寿命;滚动轴承的基本额定动载荷。

四、(15分)某轴用一对同型号角接触球轴承支承,受力情况如图12所示。

已知:内部轴向力=0.68,e =0.68。

当≤e 时,X =S F R F R A F F 1,Y =0;当>e 时,X =0.41,Y =0.87。

问哪个轴承的寿命低?RA F F 五、(15分)如图所示的螺栓组联接,已知外载荷F =5KN ,各有关几何尺寸如图所示。

试计算受力最大螺栓所受的横向工作载荷F smax 。

六、(20分)设计一个标准直齿圆柱齿轮传动,传动比i =3.2,允许传动比有不超过±5%的误差。

通过强度计算已确定中心距a =320mm ,模数m ≥3mm ,取齿宽系数=1。

试确定下列几何尺寸:d m 、z 1、z 2、d 1、d 2、b 1、b 2。

(模数系列:3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、7、8、…)《机械设计》试题A标准答案一、填空(每空1分,共20分)1.在疲劳曲线上,以循环基数N0为界分为两个区:当N≥N0时,为(无限寿命区)区;当N<N0时,为(有限寿命区)区。

2.刚度是指机械零件在载荷作用下抵抗(弹性变形)的能力。

零件材料的弹性模量越小,其刚度就越(小)。

3.润滑油的(油)性越好,则其产生边界膜的能力就越强;(粘度)越大,则其内摩擦阻力就越大。

4.为改善润滑油在某些方面的性能,在润滑油中加入的各种具有独特性能的化学合成物即为(添加剂)。

5.正是由于(弹性滑动)现象,使带传动的传动比不准确。

带传动的主要失效形式为(打滑)和(带的疲劳破坏)。

6.蜗杆传动的主要缺点是齿面间的(相对滑动速度)很大,因此导致传动的(效率)较低、温升较高。

7.链传动水平布置时,最好(紧边)边在上,(松边)在下。

8.设计中,应根据被联接轴的转速、(转矩)和(直径)选择联轴器的型号。

9.径向滑动轴承的半径间隙与轴颈半径之比称为(相对间隙);而(偏心距)与(半径间隙)之比称为偏心率。

10.对于普通平键,考虑到载荷分布的不均匀性,双键联接的强度按(1.5 )个键计算。

二、判断题(每小题1分,共10分)(正确的划“√”,错误的划“×”)1.十字滑块联轴器中的所有元件都是刚性元件,因此属于刚性联轴器。

(×)2.两摩擦表面的粗糙度值越小,则越容易实现液体动力润滑。

(√)3.在计算转轴的强度时,安全系数法比当量弯矩法更精确。

(√)4.相啮合的蜗杆和蜗轮的螺旋角必须大小相等,旋向相反。

(×)5.闭式齿轮传动皆须首先按齿面接触强度进行设计计算,确定传动的几何尺寸,然后校核齿根弯曲疲劳强度。

(×)6.由于链传动不需要张紧力,故作用在轴上的载荷较小。

(√)7.正是由于过载时产生“弹性滑动”,故带传动对传动系统具有保护作用。

(×)8.楔键只能用于单向传动,双向传动时,必须采用两个楔键。

(×)9.性能等级为6.6级的螺栓,其屈服点=600MPa。

(×)s10.机械零件的计算分为设计计算和校核计算,两种计算的目的都是为了防止机械零件在正常使用期限内发生失效。

(√)三、简答题(每小题5分,共20分)1.简述为什么开式齿轮传动一般不会出现点蚀现象?答:因为在开式齿轮传动中,磨粒磨损的速度比产生点蚀的速度还快,在点蚀形成之前,齿面的材料已经被磨掉,故而一般不会出现点蚀现象。

2.对于滚动轴承的轴系固定方式,请解释什么叫“两端固定支承”?答:两端固定支承即为轴上的两个轴承中,一个轴承的固定限制轴向一个方向的串动,另一个轴承的固定限制轴向另一个方向的串动,两个轴承的固定共同限制轴的双向串动。

3.简述形成稳定动压油膜的条件?答:1)两摩擦表面之间必须能够形成收敛的楔形间隙;2)两摩擦表面之间必须有充足的、具有一定粘度的润滑油;3)两摩擦表面之间必须有足够的相对运动速度。

4.解释名词; 滚动轴承的寿命; 滚动轴承的基本额定动载荷。

答:1)滚动轴承的寿命即滚动轴承中内、外圈滚道以及滚动体,任一元件出现疲劳点蚀之前,两套圈之间的相对运转总转数。

也可用恒定转速下的运转小时数表示;2)基本额定动载荷即基本额定寿命为106转时,轴承所能承受的最大载荷。

四、解:(1)=(N ) ―――――――――1.5分1168.0R s F F =2720400068.0=⨯=(N ) ―――――――――1.5分2268.0R s F F =1700250068.0=⨯ (2)(N )<(N )260090017002=+=+x s F F 27201=s F故 (N ) ――――――――――――――――3分 =1A F 27201=s F(N )>(N )182090027201=-=-x s F F 17002=s F 故 (N ) ―――――――――――――3分=2A F 18201=-x s F F ,则X =1,Y=0。

e F F R A ===68.04000272011则 =4000(N ))2720040001()(1111P1⨯+⨯⨯=+=P A R P f F Y F X f F P f ――――――――――――――――――3分>e ,则 X =0.41,Y =0.87。

728.02500182022==R A F F 则 )182087.0250041.0()(2222P2⨯+⨯⨯=+=P A R P f F Y F X f F(N ) ――――――――――――――― ――3分P f 3500=由于 > ,故轴承1的寿命短。

P1F P2F五、解:(1)将F 向螺栓组形心平移,同时得转矩T 。

T=500×F =5×105×500=2.5×106(N ) ―――― ―――4分在F 作用下,各螺栓所受横向力为 F s1=(N ) ―――3分125041053=⨯=z F 在T 作用下,各螺栓所受横向力也相等,为 =(N ) ――――――4分2262280804105.244F +⨯⨯===r T rrT s 3.5524 显然,1、2两螺栓所受的横向力最大,为αcos 2212221max s s s s s F F F F F -+=135cos 3.5524125023.5524125022⨯⨯⨯-+= (N ) ―――――――4分6469=六、解:(1)由 得 )(2121z z m a +=m m a z z 3202221⨯==+ 取m =5(mm )(应为标准值) ―――――――2分则=128 (1) ―――2分5320221⨯=+z z(2) ―――2分1122.3z iz z ==联立 (1)、(2)解得 , 47.301=z 53.972=z 取 ,――――――4分301=z 982=zF(mm ) ―――――――2分15030511=⨯==mz d(mm ) ―――――――2分49098522=⨯==mz d (mm ) ――――――――――2分15011⨯==d b d ψ取 (mm ), (mm ) ――4分1502==b b 160101501021=+=+=b b 注:本题主要考察:m 是否为标准值?是否满足?各参数)(21)(212121z z m d d a +=+=和尺寸取值圆整是否合理?《机械设计》试题B一、填空(每空1分,共20分)1.当所受轴向载荷通过()时,螺栓组中各螺栓承受的()相等。

2.从结构上看,带轮由()、轮辐和()三部分组成。

3.在直齿圆柱齿轮传动的接触疲劳强度计算中,以()为计算点,把一对轮齿的啮合简化为两个()相接触的模型。

4.按键齿齿廓曲线的不同,花键分为()花键和()花键。

5.请写出两种螺纹联接中常用的防松方法:()和()。

6.疲劳曲线是在()一定时,表示疲劳极限与γN ()之间关系的曲线。

7.理论上为()接触或()接触的零件,在载荷作用下,接触处局部产生的应力称为接触应力。

8.开式齿轮传动的主要失效形式是:()和()。

9.径向滑动轴承的条件性计算主要是限制压强、()和()不超过许用值。

10.在类型上,万向联轴器属于()联轴器,凸缘联轴器属于()联轴器。

二、选择填空(每空1分,共10分)1.下列磨损中,不属于磨损基本类型的是();只在齿轮、滚动轴承等高副零件上经常出现的是()。

(1)粘着磨损;(2)表面疲劳磨损;(3)磨合磨损;(4)磨粒磨损。

2.在通过轴线的截面内,()的齿廓为直边梯形;在与基圆柱相切的截面内,()的齿廓一侧为直线,另一侧为曲线。

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